天体物理学家可能已经发现了宇宙的失踪质量

大约三分之一的正常物质 - 即氢，氦和其他元素 - 在宇宙大爆炸后不久就会出现。一个想法是，这种缺失的质量存在于温热的星系间介质(WHIM)形式的大尺度细丝中。哈佛史密森天体物理中心，Konkoly天文台和Eotvos大学的天体物理学家使用一种新技术，根据宇航局钱德拉X射线天文台和其他望远镜的数据，发现了WHIM热点的有力证据。该结果将发表在天体物理学杂志。

“如果我们发现这个缺失的质量，我们可以解决天体物理学中最大的难题之一，”该研究的第一作者Orsolya Kovacs博士说。

“宇宙在哪里藏起了如此多的东西，它构成了星星和行星以及我们这样的东西?”

Kovacs博士及其同事利用钱德拉寻找和研究沿着通向类星体的温暖气体的细丝，类星体是由快速生长的超大质量黑洞驱动的明亮X射线源。

这个名为H1821 + 643的类星体距地球约34亿光年。

如果WHIM的热气成分与这些长丝相关，那么来自H1821 + 643的一些X射线将被该热气体吸收。

因此，天体物理学家在钱德拉检测到的类星体的X射线光中寻找印记的热气体特征。

该方法的挑战之一是WHIM的吸收信号与来自类星体的X射线的总量相比较弱。当搜索不同波长的X射线的整个光谱时，难以将这种弱吸收特征与随机波动区分开。

Kovacs博士及其合着者通过将他们的搜索仅集中在X射线光谱的某些部分上来克服这个问题，从而降低了误报的可能性。

他们首先通过首先识别H1821 + 643视线附近的星系来确定这一点，这些星系与地球的距离与从紫外线数据中检测到的暖气区域相同。通过这种技术，他们在类星体和我们之间确定了17条可能的细丝，并获得了它们的距离。

由于宇宙的扩张，当它行进时伸展出光，这些细丝中物质对X射线的任何吸收都会转移到更红的波长。移位量取决于已知的灯丝距离，因此团队知道在光谱中搜索从WHIM吸收的位置。

在缩小搜索范围的同时，科学家们还必须克服X射线吸收模糊的问题。因此，他们通过从17根灯丝中加入光谱来增强信号，将5.5天的观察结果转化为相当于近100天的数据。

通过这种技术，他们检测到的氧气具有特征，表明它处于温度约为100万开尔文的气体中。

“通过从氧气观察到全套元素，从观测区域到本地宇宙，我们可以解释完整的缺失物质量。至少在这个特殊情况下，遗漏的物质毕竟一直隐藏在WHIM中，“研究人员说。

“我们很高兴我们能够追踪到这些遗漏的物质，”同样来自哈佛史密森天体物理中心的兰德尔史密斯博士说。

“将来我们可以将同样的方法应用于其他类星体数据，以确认这个长期存在的谜团终于被破解了。”